CN105032159A - 一种用MgO做脱硫剂的Claus尾气处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用氧化镁做脱硫剂的Claus尾气处理工艺,属于硫磺回收技术领域。本方法将Claus硫磺回收装置的尾气焚烧,使尾气中全部非SO2硫化物氧化为SO2,利用氧化镁乳液吸收SO2,经逆流吸收过程净化尾气排放;脱硫液通过pH调节、氧化、提浓、过滤、结晶步骤生成副产物MgSO4·7H2O晶体,作为工业原料或农业肥料。相对于其他Claus尾气处理方法,本方法工艺流程较短、建设投资小、运行成本低,运行过程能耗更小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用氧化镁做脱硫剂的Claus尾气处理工艺,属于硫磺回收技术领域。
背景技术
Claus工艺是煤化工中必不可少的单元之一,主要用于处理煤化工过程中产生的H2S气体。Claus工艺的原理是将H2S与一定比例的空气或氧气混合燃烧,部分生成SO2,然后使SO2与未反应的H2S在Claus反应器中在催化剂作用下发生氧化还原反应,生成单质硫。由于Claus反应受化学平衡的限制,以及初始阶段加入空气量无法精确控制,常规的Claus反应硫回收率不超过97%,因此尾气中仍含有部分未反应的SO2和H2S,以及发生副反应生成的少量COS和CS2,必须通过后续处理才可以排放。
目前使用的Claus尾气处理技术主要有超级Claus工艺、超优Claus工艺。还原吸收法工艺等。超级Claus工艺是在传统的Claus工艺末端增加H2S选择氧化反应器,使H2S在催化剂作用下形成单质硫而回收;超优Claus工艺是在Claus工艺最后一级转化器内加入加氢还原催化剂,使SO2还原为H2S或S;还原吸收工艺将含硫化合物如SO2、COS等经过加氢水解生成H2S,通过吸收-解吸富集H2S进入循环Claus转化器。尽管这些工艺都可以降低排放,达到回收硫的效果,但工艺过程流程长、建设投资大、运行费用及能耗较高,在运用上有一定的局限性。
氧化镁法是目前广受关注的脱硫方法之一,其基本原理是将氧化镁乳液加入吸收塔中使其与含SO2的废气逆流接触,生成亚硫酸镁及亚硫酸氢镁,吸收液经过氧化、提浓、过滤、干燥结晶等工序可以得到七水硫酸镁晶体,后者可作为化工原料出售。
相比于现有的Claus尾气脱硫工艺,氧化镁法工艺有很大优势:1)我国氧化镁资源丰富,且镁矿矿石品位高,生产的氧化镁品质好,价格低,可以为镁法脱硫工艺保证物美价廉的原料;2)镁法脱硫副产物可用于制革、***、肥料、造纸、瓷器、印染料、铅酸蓄电池等工业及作为肥料和饲料使用,增加了脱硫工艺的经济效益;3)在保证脱硫效率的前提下,镁法脱硫工艺相对催化法和还原吸收法,其工艺流程较短、建设投资小、运行成本低,运行过程能耗更小。
发明内容
本发明提供一种新的Claus尾气处理方法,在保证脱硫效率的同时可以有效简化工艺过程、节省建设投资、减少运行费用和能耗。
本发明具体采用如下技术方案:
一种用氧化镁做脱硫剂的Claus尾气处理工艺,属于硫磺回收技术领域,其特征是,包括如下步骤:
1)氧化镁粉末通过输送设备送至消解槽内,加水溶解及加热搅拌制成Mg(OH)2乳液;
2)Claus硫磺回收装置的尾气经过焚烧,将尾气中全部非SO2硫化物氧化为SO2;
3)焚烧后的尾气进入逆流式喷淋塔内,与Mg(OH)2乳液逆向接触,脱除SO2后的尾气经吸收塔顶部排入大气,净化尾气排放,SO2与Mg(OH)2反应生成MgSO3/Mg(HSO3)2,通过控制脱硫液pH、脱硫液温度、液气比实现SO2的完全吸收,提浓步骤产生的水回收进入吸收装置内,并通过控制尾气出口温度,实现吸收装置内的水平衡,无需额外补充新鲜水;
4)调节MgSO3/Mg(HSO3)2混合液pH至6~6.5,通入空气继续氧化生成MgSO4,经提浓、过滤、结晶析出粗晶粒的MgSO4·7H2O。
主要反应如下:
MgO+H2O→Mg(OH)2······································(1)
H2S/SX/COS/CS2······+O2→SO2····························(2)
SO2+Mg(OH)2→MgSO3····································(3)
MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2······························(4)
MgSO3/Mg(HSO3)2+O2→MgSO4+H2O·························(5)
本发明的技术关键点:
1)反应过程中应通过控制溶液的pH,尽可能多地获得Mg(HSO3)2,减少MgO的消耗量;
2)正确地控制反应后的排烟温度,实现***中H2O的平衡,不需额外补充新鲜水;
3)控制空气流量,保证MgSO3/Mg(HSO3)2完全氧化;
4)控制脱硫液浓度、冷却速率、搅拌速率、结晶终止温度等,保证结晶速率及MgSO4·7H2O结晶符合工业标准。
与现有技术相比,本发明的优点是:
1)不受平衡吸收的限制,可以获得理论上的100%硫吸收率;
2)作为脱硫剂的MgO在吸收后通过氧化、结晶工序合成MgSO4·7H2O结晶,可作为农业肥料或用于造纸、制革印染料等工业;
3)提浓步骤产生的水回收进入吸收装置内,并通过控制尾气出口温度,实现吸收装置内的水平衡,无需额外补充新鲜水。
4)与现有技术冗长的工艺过程相比,流程大大缩短、建设投资、运行成本和能耗降低。
具体实施方式
一种用氧化镁做脱硫剂的Claus尾气处理工艺,其特征是,包括如下步骤:
1)氧化镁粉末通过输送设备送至消解槽内,加水溶解及加热搅拌制成Mg(OH)2溶液;
2)Claus硫磺回收装置的尾气经过焚烧,将尾气中全部非SO2硫化物氧化为SO2;
3)焚烧后的尾气进入逆流式喷淋塔内,与Mg(OH)2乳液逆向接触,脱除SO2后的尾气经吸收塔顶部排入大气,净化尾气排放,SO2与Mg(OH)2反应生成MgSO3/Mg(HSO3)2,通过控制脱硫液pH、脱硫液温度、液气比实现SO2的完全吸收,提浓步骤产生的水回收进入吸收装置内,并通过控制尾气出口温度,实现吸收装置内的水平衡,无需额外补充新鲜水;
4)调节MgSO3/Mg(HSO3)2混合液pH至6~6.5,通入空气继续氧化生成MgSO4,经提浓、过滤、结晶析出粗晶粒的MgSO4·7H2O。
主要反应如下:
MgO+H2O→Mg(OH)2······································(1)
H2S/SX/COS/CS2······+O2→SO2····························(2)
SO2+Mg(OH)2→MgSO3····································(3)
MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2·····························(4)
MgSO3/Mg(HSO3)2+O2→MgSO4+H2O·························(5)。
Claims (4)
1.一种用MgO做脱硫剂的Claus尾气处理工艺,属于硫磺回收技术领域,主要用于Claus尾气治理。
2.如权利1所述的Claus尾气处理工艺,其特征是:提浓步骤产生的水回收进入吸收装置内,并通过控制尾气出口温度,实现吸收装置内的水平衡,无需额外补充新鲜水。
3.如权利1所述的Claus尾气处理工艺,其特征是:控制脱硫液pH为6-6.5,从而实现对尾气中SO2的吸收,尾气排放符合标准,同时最大程度节约脱硫剂的使用。
4.如权利1所述的Claus尾气处理工艺,其特征是:控制脱硫液浓度、冷却速率、搅拌速率、结晶终止温度等,保证结晶速率及MgSO4·7H2O结晶符合工业标准。
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CN101549245A (zh) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 上海瑞惠机械设备制造有限公司 | 烧结机烟气脱硫用喷雾式烟气净化器的脱硫方法 |
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